a) Batería:
Una batería plomo-ácido, es un conjunto de
recipientes donde se acumula la energía que el alternador (generador) va
produciendo; es, en definitiva, un conjunto de pilas eléctricas que pueden ser
cargadas indefinidamente. Una batería consta básicamente de seis acumuladores
de dos voltios cada uno, unidos en serie. Cuya función es suministrar la
energía necesaria para producir el primer giro del motor para el encendido, y
como fuente de reserva de energía para la carga eléctrica del automóvil en
funcionamiento.
b) Alternador (Generador):
Es el elemento encargado de producir la corriente que precisa un
automóvil, cuyo funcionamiento ya es suficiente con el motor girando a velocidad
de ralentí. Todos los generadores producen corriente de 12 voltios en los
automóviles de ciclo Otto, en las aplicaciones diesel industriales estos
producen 24 voltios.
El alternador produce corriente eléctrica por le giro de un rotor en
el interior de una carcasa o estator, uno de los dos elementos imantados; este
giro lo produce el propio motor del automóvil, por lo que se deduce que antes
de arrancar no hay corriente. Además posee un regulador cuya función es
controlar el voltaje e intensidad de la corriente producida.
c)
Motor de Arranque:
No es más que un motor eléctrico común, con su rotor y su estator
(inducido e inductor), que al recibir la corriente eléctrica de la batería,
produce un movimiento de giro. Un engranaje de dientes rectos colocado en el
extremo del eje del rotor engrana en los dientes del volante de inercia y
produce el movimiento de este.
El piñón del motor de arranque necesariamente debe estar dotado de un
sistema automático que permita su engrane y desengrane sobre la corona dentada
del volante.
El sistema de engrane del piñón de arranque mas utilizado es el
denominado solenoide. Este mecanismo compuesto por un potente electroimán y un
mecanismo de horquilla que desplaza el piñón y lo engrana en la corona al ser
accionado el arranque y excitarse el electroimán o solenoide.
Para el engrane del piñón y la corona, un sistema muy utilizado es el
dispositivo de inercia denominado
bendix. Un interruptor electromagnético o relé de dimensiones mayores de lo habitual
asegura el paso de corriente de alimentación al motor de arranque al ser
accionada la llave de contacto y excitarse las bobinas de accionamiento del
relé.
d)
Bujías:
Es posiblemente el componente del motor que es sometido a un trato mas
duro. En primer lugar tiene que soportar las temperaturas de los gases de
explosión que instantáneamente llegan a ser del orden de los 1800ºC ; y al propio tiempo,
debe soportar presiones de más de 40 kilos por centímetro cuadrado. Cada auto
necesita un tipo específico de bujía que reúna unas condiciones acordes con las
características constructivas y termodinámicas del motor.
Los eléctrodos de las
bujías necesariamente se fabrican en aleaciones de características muy
especiales, capaces de soportar las durísimas condiciones de presión y
temperaturas existentes en las cámaras de combustión.
Es práctica común que las bujías se ubiquen cerca de la válvula de
escape (el punto más caliente), de modo que la llama avance hacia la parte mas
fría de la cámara de combustión; con esto se logran relaciones más altas de
compresión; sin golpeteo de la combustión. Una ubicación central conduce a un
tiempo mínimo de combustión y a una buena tolerancia para la dilución. El
encendido dual (dos bujías colocadas opuestas entre si), reduce también el
tiempo de combustión y da lugar a una ganancia ligera en la eficiencia (por lo
general, menos del 1%), en comparación con el encendido sencillo, con avance
optimo de la chispa.
Como la combustión necesita un tiempo apreciable, el avance de la
chispa debe distribuir ese proceso antes y después del punto muerto superior,
para obtener la potencia máxima. El avance óptimo de la chispa depende
principalmente de la mezcla aire combustible, de la cantidad de gas residual, de
los requisitos de control de emisiones, del diseño de la cámara de combustión,
de la turbulencia, de la velocidad del
motor, del número de bujías y de la ubicación de las mismas. Las relaciones
aire-combustibles de máxima potencia requieren el avance mínimo. Los motores
contemporáneos para automóviles, el avance de la chispa se basa en valores
almacenados y/o computadoras, como función de la velocidad, la carga y otras
variables de operación del motor.
e) Bobina de Encendido:
Convierte el voltaje bajo del primario (batería) en un voltaje alto en
el secundario. Las bobinas de encendido poseen dos devanados de alambre de
cobre. El devanado primario tiene de 100 a 220 vueltas o embobinados de alambre de
cobre (AWG20). El embobinado primario posee una resistencia y pasa por el una
corriente alta, de manera que se calienta. En la parte externa del embobinado
primario se encuentra el embobinado secundario, ayudando a mantener frío el
primario.
La bobina secundaria posee 18000 a 22000 vueltas o
embobinados de alambre de cobre (AWG38). Los alambre de ambas bobinas están
revestidas con barniz aislantes y las capas del embobinado se separan con papel
aceitado. En el centro de las bobinas se instala un núcleo de hierro dulce que
concentra el campo magnético y su intensidad.
La terminal de entrada (+) de la bobina se
conecta al extremo del devanado primario. El otro extremo se conecta a la otra
terminal de la bobina del primario (-). Un extremo del devanado secundario se
conecta a la terminal de entrada (+) de la bobina y otro extremo se conecta a
la terminal de alto voltaje o torre de salida del secundario de la bobina.
f)
Distribuidor:
Ubicado a un costado del
motor, el distribuidor tiene el aspecto de una caja cilíndrica, cerrada en su
parte posterior por una tapa aislante provista de enchufes, desde donde salen
los cables de alta tensión que van a dar a las bujías. Está constituido por un
eje central motriz que engrana con el eje de levas, o bien un acople ranurado
con el eje de dicho engranaje, y un segundo eje en su extremo superior, al cual
va unido por un sistema de contrapesos centrífugos. Este segundo eje es el
ruptor, provisto de levas o protuberancias, que abren y cierran los contactos o
platinos.
Los platinos o contactos
actúan como interruptor del paso de corriente por el circuito primario de la
bobina de encendido. Se trata de una pareja de contactos, uno de ellos unido al
cable primario de la bobina y aislado del resto del distribuidor, impulsado
hacia el ruptor por un muelle plano o lámina flexible, y que hace contacto
contra su pareja, que no es sino, una masa o negativo contra el cual cierra el
circuito.
Acoplada al ruptor, va una pieza de
material aislante en forma de pipa truncada, con una pequeña placa o puntero
radial de bronce, cuya función es el distribuir el alto voltaje generado por la
bobina, según dicho puntero que va pasando frente a los electrodos de la tapa
de material aislante del distribuidor, desde cuyos enchufes será enviado ese
alto voltaje, mediante cables, hasta tas bujías donde saltará la chispa de
encendido.
El funcionamiento es,
pues, el siguiente: al girar el eje motriz impulsado por el árbol de levas,
arrastra al ruptor, al cual está unido por un mecanismo de contrapesos
centrífugos, los que en baja velocidad no actúan debido a unos muelles que los
mantienen inoperantes mientras la velocidad no aumenta. El eje ruptor abrirá o
cerrará los contactos o platinos, según impulsen o no sus lóbulos al martillo,
separándolo de su contacto de masa. Al abrirse los contactos, una corriente de
alto voltaje será generada por la bobina y enviada mediante un cable al centro
de la tapa de material aislante del distribuidor.
Desde donde será
distribuida por el rotor, cuya placa o puntero irá descargando dicho voltaje
frente a cada electrodo de la tapa, yendo desde ahí a dar a las bujías mediante
cables gruesos. Una vez que ha arrancado el motor, los contrapesos centrífugos
vencerán la acción de los muelles, y entonces el eje motriz, por medio de unas
ranuras sectoriales en las que van alojadas unas protuberancias del eje ruptor,
hará que éste avance, lo que resultará en un anticipo equivalente de la ruptura
o abertura de los contactos, es decir, en un avance de la chispa en las bujías.
Esto debe ser así porque
los motores de diseño moderno precisan que los grados de avance de la chispa de
encendido sean proporcionales al aumento del número de revoluciones del motor;
esto es, a mayor velocidad del motor, mayor avance de la chispa. Naturalmente
que esto sucede hasta un determinado punto de avance máximo y preciso de un
segundo regulador de los contrapesos centrífugos, que vaya determinando el
grado de avance de acuerdo al grado de velocidad. Este elemento es el control o
impulsor de vacío.
2.-
Como Funciona el Sistema Eléctrico.
La batería almacena la energía y proporciona la potencia necesaria
para que el motor de arranque eléctrico arranque el motor. A medida que se
utiliza la energía de la batería hay que restaurarla otra vez. El alternador
desarrolla energía eléctrica durante la operación de la maquina para volver a
cargar la batería.
Encendido y
avance de la chispa
En general, el sistema de encendido consta de un acumulador de 12V,
una bobina de inducción y un distribuidor de alta tensión, o un magneto de alta
tensión con un distribuidor. En la práctica reciente de la industria automotriz
se emplean medios electrónicos para interrumpir la corriente primaria, en lugar
de un interruptor de contacto, y la tendencia es tener bobinas separadas para
cada bujía.
El orden usual de encendido, en los motores en línea, es 1,3,4,2 o
1,2,4,3, si son de cuatro cilindros, 1,5,3,6,4, (motores de automóviles
estadounidenses9, o 1,4,2,6,3,5, si son de seis cilindros en línea, y
1,6,5,4,3,2, para los motores V6.
Un procedimiento común para los motores V8 es numerar los cilindros de
adelante hacia atrás, con los números impares en el banco de la izquierda,
según se ven desde el asiento del conductor; con esta disposición,
u orden típico de encendido es 1, 8,4,3,6,5,7,2.
La separación entre los electrodos de las bujías varía desde 0.020 hasta 0.080 pulg.
(0.5 a 2.0mm); las separaciones menores requieren de 4000 a 8000 V, en tanto
que las mas grandes exigen de 10000 a 34000 V.
